Geohydrological Assessment of the Iishana Sub-Basin,Namibia

论文摘要

本文研究区位于纳米比亚中北部的Iishana分流域,区域内的盆地属于半干旱环境,其特点是低洼相互连接的短暂排水网络。在过去的十年中,由于城市发展造成的天气异常和天气模式的变化导致该流域经常发生干旱和洪水事件。城市的发展需要增加对不断增长的居住处的供水。然而,盆地的供水量有限,大多数干净的饮用水通过运河从安哥拉-纳米比亚边境的Calueque大坝供应。因此,本研究重新确定了使用需要最少经济投入的有效方法来调查潜在地下水区的必要性,并采用不同的方法来检测和估计潜在的地下水区域并评估地下水水质。从ALOS DEM中自动提取排水流线来更新现有的排水网络,通过确定已知地下水可用性的参数来估算潜在的地下水区,进而评估人类和牲畜饮用的地下水质量。研究区内的数据受限于水管理战略决策,仅指示主要的已知短暂河流网络,因此需要确保所使用的数据是准确和最新的。具体研究内容如下:（1）通过目视解译结果来验证自动提取的排水网络,利用CLC度量来统计计算提取网络的百分比,将网络叠加在Landsat 8图像的湿地上,并得到自动提取与描绘的排水网格之间匹配度为91%。从ARVI指数与Sentinel-2数据集中获取植物物种分布,编制了一个主要由裸露土壤、植被和水三个主要的土地覆盖单位组成的地形图。采用从土地覆盖中提取的植被单元与田间采集的植被物种绘制物种分布图,并使用CAC指标得到土地覆盖分类结果的准确度为70%。得到的植被物种分布图未经验证,因为该区域被发现具有在田地中观察到的混合植被物种分布和由此产生的地图。（2）整合能够确定地下水可用性的专题图来评估地下水可用性。在ArcGIS软件中采用WoE方法来单独评估专题图,使用加权叠加应用工具进行数据集成,利用协方差统计方法评估由此产生的潜在地下水区,以确定哪些参数对确定潜在的地下水可用性具有很大影响。（3）评估地下水质量,并在研究区域内插入其化学元素,以确定哪些潜在的地下水区域具有适合人类和牲畜消费的水质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• List of acronyms
• 1.Introduction
•   1.1 Research background and significance
•     1.1.1.Landscape analysis
•     1.1.2.Geomorphology of ephemeral river systems
•     1.1.3.The Geology
•     1.1.4 Water availability
•     1.1.5 Climate
•     1.1.6 Vegetation Characteristics of the Cuvelai
•     1.1.7 Application of earth observation data in vegetation assessment
•   1.2 Problem statement
•   1.3 Research ideas and technical routes
•     1.3.1 Research aim and objectives
•     1.3.2 Significance of the study
•     1.3.3 Limitations and delimitations of the study
•   1.4 Thesis structure and scope
• 2.Literature Review
•   2.1 Introduction
•   2.2 Background to the study area
•   2.3 Water availability
•   2.4 Drainage network extraction
•   2.5 Geo-information sciences
•   2.6 Climate
•   2.7 Landscape analysis
•   2.8 Soils and Geology
•   2.9 Vegetation Assessment
•   2.10 Groundwater quality
• 3.The study area
•   3.1 Introduction
•     3.1.1 Location
•     3.1.2 Biophysical Attributes
•     3.1.3 Socio-economic Attributes
• 4.Drainage Network Extraction
•   4.1 Introduction
•   4.2 Methods
•     4.2.1 Remotely Sensed Data
•     4.2.2 Drainage Network Identification and Digitisation
•     4.2.3 Drainage Network Extraction
•     4.2.4 Validation of Extracted Features
•   4.3 Result and discussion
•   4.4 Summary
• 5.Vegetation Assessment
•   5.1 Introduction
•   5.2 Methods
•     5.2.1 Vegetation assessment
•     5.2.2 Vegetation Index Calculations
•     5.2.3 Landcover and vegetation mapping
•     5.2.4 Vegetation root-depth estimation
•   5.3 Results and Discussions
•     5.3.1 Vegetation Assessment
•     5.3.2 Vegetation Index Calculations
•     5.3.3 Landcover and vegetation mapping
•     5.3.4 Vegetation root-depth estimation
•   5.4 Summary
• 6.Groundwater Assessment
•   6.1.Introduction
•     6.1.1.Aquifer Types and Depth Estimation
•     6.1.2.Soils and Geology
•     6.1.3.Groundwater Availability
•     6.1.4.Water Quality
•   6.2.Methods
•     6.2.1.Remotely Sensed Data
•     6.2.2.Software
•     6.2.3.Aquifer Types
•     6.2.4.Soil Analysis
•     6.2.5.Soils and Geology
•     6.2.6.Groundwater Availability
•     6.2.7.Groundwater Quality
•   6.3.Results and Discussion
•     6.3.1.Aquifer types
•     6.3.2.Soil Analysis
•     6.3.3.Groundwater Availability
•     6.3.4.Groundwater Quality
•   6.4.Potential Groundwater zones vs.quality
•   6.5.Summary
• 7.General conclusions and recommendations
• Acknowledgement
• Dedications
• 8.References
• 9.Appendices
•   9.1 Data quality
•   9.2 Field data collection survey form
•   9.3 Vegetation species from field data collection
•   9.4 Root-depth estimation in relations to vegetation species
•   9.5 Aquifer types intercepted in the study area
•   9.6 Groundwater tables
•   9.7 XRF Soil elements at different soil depths
•   9.8 Field data collection for water quality samples
•   9.9 Personal CV

文章来源

类型: 博士论文

作者: Johanna Ngula Niipele

导师: 陈建平

关键词: 排水网络,地下水可用性

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P641.7

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000196

总页数: 202

文件大小: 4546K

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